Рабочая программа дисциплины
«ПРИЁМ И ОБРАБОТКА СИГНАЛОВ»
«Утверждаю»
Заведующий кафедрой РПУ проф. Ю.А.Гребенко
1. Общие сведения о радиоприёмном устройстве
Общие сведения о радиоприёмном устройстве (РПУ). Типовые структурные схемы РПУ. Назначение и основные свойства блоков РПУ; состав приёмника прямого усиления и приёмника с преобразованием частоты; виды приёмников с преобразованием частоты: супергетеродин, инфрадин, синхродин; побочные каналы приёма супергетеродинного приёмника (зеркальный канал, канал прямого прохождения, комбинационные каналы); достоинства и недостатки РПУ прямого усиления и супергетеродинного. Электрические показатели качества РПУ: динамический диапазон (линейный; по интермодуляционным искажениям 3-го порядка), чувствительность, селективность (по паразитным каналам приёма; по соседнему каналу), помехоустойчивость.
2. Чувствительность радиоприёмных устройств
Статистические характеристики собственного шума РПУ. Номинальная мощность двухполюсника, коэффициент рассогласования нагрузки, коэффициент передачи номинальной мощности и коэффициент передачи проходной мощности четырёхполюсника. Эквивалентная шумовая полоса пропускания четырёхполюсника. Тепловой шум активной проводимости, формула Найквиста, номинальная мощность теплового шума. Коэффициент шума и шумовая температура активного четырёхполюсника. Коэффициент шума и шумовая температура пассивного четырёхполюсника (фидера). Коэффициент шума и шумовая температура каскадно соединённых четырёхполюсников. Эквивалентная шумовая температура антенны. Расчёт чувствительности РПУ.
3. Входные цепи радиоприёмных устройств
Назначение, состав и основные характеристики входных цепей (ВЦ). Эквивалентная схема ВЦ с автотрансформаторной связью, основные характеристики ВЦ: коэффициент передачи, полоса пропускания, избирательность. Эквивалентная схема ВЦ; коэффициенты включения, пересчёт проводимостей при неполном включении в колебательный контур; эквивалентная резонансная проводимость колебательного контура; коэффициент передачи и полоса пропускания ВЦ, коэффициент расширения полосы. Характеристики ВЦ при согласовании с антенной. Режимы ВЦ при согласовании: а) максимальной передачи без ограничения на расширение полосы пропускания, б) максимальной передачи при заданной полосе пропускания; коэффициенты включения и коэффициент передачи ВЦ в этих режимах. Характеристики ВЦ при рассогласовании с антенной.
4. Усилители радиочастоты
Общие сведения об усилителях радиочастоты (УРЧ) и их характеристики: назначение и состав УРЧ, основные характеристики УРЧ. Примеры типовых схем транзисторных УРЧ. Обобщённая эквивалентная схема каскада УРЧ и его характеристики: резонансный коэффициент усиления, полоса пропускания, коэффициент расширения полосы. Устойчивость работы УРЧ: причины неустойчивой работы, влияние внутренней обратной связи на параметры входного колебательного контура (упрощённый анализ при емкостном характере проводимости обратной передачи транзистора), коэффициент устойчивости усилителя, коэффициент устойчивого усиления (без вывода), условие
2
самовозбуждения усилителя, предельный коэффициент усиления. Основные режимы работы УРЧ: режим максимального усиления, режим согласования с нагрузкой, режим ограниченного усиления, режим широкополосного усиления. Коэффициенты включения, резонансный коэффициент усиления в этих режимах. Методы повышения устойчивости УРЧ: пассивные и активные методы, схема каскада УРЧ с общей базой, каскодная схема УРЧ (варианты с последовательным и параллельным питанием).
5. Преобразователи частоты
Общие сведения о преобразователях частоты (ПЧ) (принцип действия, структурная схема). Характеристики ПЧ: крутизна преобразования, коэффициент передачи, входная проводимость. Транзисторный ПЧ (принцип действия, эквивалентная схема). Краткая теория ПЧ: эквивалентные Y- параметры в режиме преобразования частоты. Методы расчёта параметров преобразования транзисторного ПЧ: крутизна преобразования, коэффициент передачи ПЧ. Диодные ПЧ: однотактный (небалансный), балансный, кольцевой; принцип действия, схемы, характеристики. Методы расчёта параметров преобразования небалансного ПЧ при экспоненциальной, линейно-параболической и кусочно-линейной аппроксимации вольт-амперной характеристики диода. Коэффициент передачи балансного ПЧ. Амплитудно-частотная характеристика ПЧ: каналы прохождения сигнала, коэффициент передачи ПЧ по основному и паразитным каналам. Свисты в преобразователях частоты.
6. Усилители промежуточной частоты
Назначение и классификация усилителей промежуточной частоты (УПЧ), основные характеристики. УПЧ с распределённой и сосредоточенной избирательностью. Общая характеристика свойств УПЧ с распределённой избирательностью: зависимость полосы пропускания, коэффициента прямоугольности и коэффициента усиления УПЧ от количества каскадов (случай полного включения транзистора и нагрузки в колебательный контур усилительного каскада). Способы реализации фильтра сосредоточенной избирательности: LC-фильтры, пьезоэлектрические фильтры. Линейные и нелинейные искажения демодулированного АМ сигнала, обусловленные неравномерностью АЧХ УПЧ. Искажения ЧМ сигнала, обусловленные неравномерностью АЧХ и нелинейностью ФЧХ УПЧ (анализ методом мгновенной частоты).
7. Демодуляторы сигналов
Назначение и основные характеристики диодного амплитудного демодулятора (АД). Последовательный и параллельный АД: схема, процессы в переходном и установившемся режимах. Основные характеристики АД: детекторная характеристика, коэффициент передачи. Методика расчёта коэффициента передачи при заданной ВАХ диода. Нелинейные искажения в АД, методы их уменьшения (качественно). Синхронный АД, АД с квадратурными каналами. Схема формирования квадратурных опорных колебаний (фазорасщепляющая цепь). Назначение и основные характеристики фазового демодулятора (ФД). ФД на логических элементах: схема, принцип действия, детекторная характеристика (качественно). Диодный балансный ФД векторомерного типа: схема, векторная диаграмма. Детекторная характеристика ФД: а) в общем случае; б) при большой амплитуде опорного колебания. Назначение, принцип действия, основные характеристики частотного демодулятора (ЧД). ЧД с преобразованием частотных отклонений в амплитудные: балансный ЧД на взаимно расстроенных контурах (схема, принцип действия, детекторная характеристика (качественно)). ЧД с преобразованием частотных отклонений в фазовые: схема с колебательным контуром и ФД. Цифровые демодуляторы, использующие низкочастотные квадратурные составляющие сигнала: алгоритмы работы цифрового АД, цифрового ФД, цифрового ЧД.
Программу составил доцент Лишак М.Ю.